[发明专利]具有导热防蚀抗磨涂层的铁制炊具及其制备方法

说明书

本发明涉及一种具有导热防蚀抗磨涂层的铁制炊具及其制备方法，特别是一种外表面具有镍铝复合涂层的导热防蚀抗磨涂层的铁制炊具及其制备方法。

人类古老的炊具有陶器和铁制炊具，近代则大量使用铝制和不锈钢制炊具。由于陶器的脆性和含有铅、镉等对人体有害的元素，从而限制了它的应用。铝制炊具比铁制炊具既质轻又美观，而且导热性能也比铁锅好，又不生锈，各类家庭喜爱使用，但是，铝并不是人体所必需的微量元素，吸收多了就积蓄在人体的肝、脾、肾、甲状腺和脑等部位，当积蓄量达到一定值时，会对消化道吸收磷发生抑制作用，妨碍人体消化吸收，此外，体内铝含量过高，不仅会影响神经系统，使幼儿智力发育迟缓，加速人脑组织老化，而且还会使人衰老的更快（参见《微量元素与人体健康》人民卫生出版社，吴晴斋著）。

不锈钢炊具由于导热性差，烹调时，食物无法均匀受热，常常是一部分食物尚未煮熟，而锅底接触火焰之处的食却已焦糊，不能食用。显然，最有应用前途的仍是铁制炊具，尤其是铁锅。

但由于铁制炊具如铁锅外表面易于生锈剥落，很快蚀穿，从而影响了铁制炊具外观和使用寿命。能否将铝合金良好的导热性和抗锈蚀性能赋于铁制炊具呢？现有技术中，有人将纯铝直接喷涂在铁锅外表面上，虽然锅的导热抗锈蚀性能不错，但铝与铁基炊具的结合力较差，铝涂层易于脱落，影响了使用效果及其使用寿命。

本发明的目的是提供一种外表面具有导热防蚀抗磨涂层的铁制炊具，特别是一种基体外表面与镍铝导热防蚀抗磨涂层具有冶金结合的铁制炊具，如铁锅，既使铁制炊具（如铁锅）在保持其各种优良特性的同时，外表面不再发生锈蚀，导热快，美观并且耐用。本发明还涉及这种具有导热防蚀抗磨涂层炊具的制备方法。

本发明的有导热防蚀抗磨涂层的炊具及其制备方法是这样的，即在铁制炊具的外表面喷砂处理，经过喷砂处理的表面应新鲜，有光泽，具有一定的粗糙度，然后在经喷砂处理的炊具表面用热喷法喷涂镍铝复合丝作导热防蚀抗磨涂层。

图1是本发明的具有导热防蚀抗磨涂层的铁制炊具（铁锅），其中1-炊具（锅）基体，2-镍铝涂层。

图2是图1中的镍铝涂层（2）与铁制炊具基体（1）的结合处的形貌相，它说明涂层（2）与基体（1）是冶金结合。

图3是图1中的镍铝涂层（2）与炊具基体（1）的交界处元素浓度分布曲线图，其中（a）为Fe、Al元素曲线，（b）为Fe、Ni元素曲线。

下面结合附图详细说明根据本发明提出的具有导热防蚀抗磨涂层的铁制炊具，特别是铁锅的细节及其制备方法。

首先在铁制炊具的外表面进行喷砂处理，喷砂工艺采用喷砂枪进行，压缩空气压力为4～6大气压。砂子可采用铁砂、刚玉砂、石英砂等，其目数可在10～150目之间，经过喷砂处理的表面应新鲜、有光泽，具有一定的粗糙度。

然后在经喷砂处理的表面喷涂NL2082丝作导热防蚀抗磨涂层，具体工艺：用上海喷涂机械厂出的SQP-1型喷枪，喷涂时氧、乙炔气体流量为0.7～0.8立方米/小时，空气压力4～6大气压，喷涂距离150～200毫米，进丝速度为每分钟650～750毫米。喷涂材料NLS2082是镍铝复合喷涂丝（是由北京有色金属研究总院提供的）。涂层厚度为0.15～1.5毫米。若使用Metco公司（美）的12E枪，可按厂家提供的参数进行喷涂。

最后经粗磨、精抛光两步工序便制出具有导热防蚀抗磨涂层的成品炊具（锅）。

由于镍铝复合喷涂丝（2082丝）在喷涂瞬间镍铝发生反应，形成Ni3Al和NiAl化合物，同时放出大量反应热，正是这种热能使NiAl涂层（2）与铁（锅）炊具基体（1）相熔合，形成牢固的冶金结合，经过电镜测定，并从图2和图3可以看出镍铝涂层（2）与炊具基体（1）结合良好，因为镍铝底层（2）中的一些镍铝元素已扩散入铁基体（1）上，与铁基体形成了牢固的冶金结合。

本发明方法中使用的镍铝复合喷涂丝是用镍、铝粉与铝管复合制成的喷涂用丝材，丝材化学成份：铝17-27%（重），镍余量，对于镍铝喷涂丝，喷涂距离约在150-200毫米之间，另外，射流与被喷涂表面的夹角，即喷涂角应大于45°，以75～90°为好，当喷涂角度小45°时，由于“遮蔽效应”使涂层强度下降，孔隙率增加，所以在喷涂时应掌握好喷涂角度。